املحاضرة الثالثة قوانين السرعة الميكانيكية في تصميم وتحديد شدة التدريب الرياضي االستاذ الدكتور صريح عبدالكريم © جميع الحقوق محفوظة لألكاديمية الرياضية العراقية االلكترونية 2006 • • • • • • • عند دراسة.
Download ReportTranscript املحاضرة الثالثة قوانين السرعة الميكانيكية في تصميم وتحديد شدة التدريب الرياضي االستاذ الدكتور صريح عبدالكريم © جميع الحقوق محفوظة لألكاديمية الرياضية العراقية االلكترونية 2006 • • • • • • • عند دراسة.
املحاضرة الثالثة قوانين السرعة الميكانيكية في تصميم وتحديد شدة التدريب الرياضي االستاذ الدكتور صريح عبدالكريم © جميع الحقوق محفوظة لألكاديمية الرياضية العراقية االلكترونية 2006 • • • • • • • عند دراسة قانون السرعة والذي يعني النسبة بين المسافة التي يقطعها الجسم إلى زمن قطع هذه المسافة ،فأنه يمكننا من التعرف على العديد من المميزات البدنية والتدريبية التي يمكن أن نطورها بالتدريب لدى الالعب .فمثال عند دراسة أحد األرقام العالمية المتحققة بركض ( )100متر مثال كلعبة فرديه تعتمد في انجازها على الزمن المتحقق والذي يعني اإلنجاز المتحقق ،نالحظ إن هذا اإلنجاز يتأثر بكميات ميكانيكية متعددة وهي كل من معدل السرعة والذي يرتبط بكل من المسافة والزمن المستغرق لقطعها ،من جهة ،ومن جهة أخرى يرتبط هذا الرقم أيضا بمميزات ومكونات خطوة العداء التي ترتبط بالعديد من المميزات البدنية ذات العالقة بتطبيق الشروط الميكانيكية الداء هذه الخطوة وهي زمن االرتكاز وتكراره ( تردد الخطوات ،وزمن الطيران وتكراره ،أي طول الخطوات ،وبهذا يمكن إن يكون معدل السرعة هو نتاج لكل من طول الخطوة وترددها ويمكن إن تكون العالقة التي تربطهم معا هي معدل السرعة = طول الخطوة × ترددها فمعدل السرعة بالنسبة للعداء هو قدرته على أداء حركات متكررة متتالية من نوع واحد في اقل زمن ممكن السرعة = المسافة /الزمن وكذلك معدل السرعة = طول الخطوة × ترددها طول الخطوة هو مقياس كمي يقاس بالمتر ( ويعبر عنه بالطول الزمني)إما تردد الخطوات فهو يعني عدد الخطوات في زمن محدد ( ويعبر عنه بالتردد الزمني) • زمن الخطوة هو عبارة عن مجموع زمنين هما زمن االرتكاز ( مس االرض بالقدم في كل خطوة ،والذي له عالقة بزمن دفع القوة ( القوة × الزمن ) والتي أطلقنا عليها اللحظة الزمنية ،وهي العامل الحاسم في تغير كمية حركة الجسم ايجابيا أو سلبيا( الكتلة × السرعة) ،وزمن الطيران وهو الزمن الذي يستغرقه الجسم بين لحظتين زمنيتين ويسمى ايضا بالطول الزمني. عدد الخطوات التي يقطعها العداء في زمن محدد يتحدد بمعرفة الزمن المستغرق في الخطوة الواحدة، فإذا كان هذا الزمن ( اي الطول الزمني كبير ) نجد عدد الخطوات قليلة والعكس صحيح ،ووفقا لمعادلة سرعة التردد والزمن المستغرق الداء الخطوة يتحدد زمن االرتكاز وزمن الطيران. ويشير بعض العلماء إلى إن النسبة بين زمني االرتكاز والطيران عند كل خطوة ركض يكون كما يلي: في مرحلة البداية بعد االنطالق ( مثل الجزء االول من مسافة 100متر لمتسابق هذه المسافة على سبيل المثال ) تتراوح النسبة بين ( )1-2تقريبا بين كل من زمن االرتكاز والطيران (أي ان زمن ارتكاز يكون ضعف زمن الطيران) وعند أقصى سرعة ( في منتصف المسافة تقريبا ) تتراوح النسبة بين زمن االرتكاز وزمن الطيران ما بين ( )1.50-1.30تقريبا. يبذل العداء حوالي %67من زمن الخطوة في مالمسة األرض أثناء الخطوات القالئل األولى بعد االنطالق ،ويتناقص هذا الرقم إلى %40أو اقل عند بلوغ السرعة القصوى. يستطيع العداء التحكم بالزمن عن طريق سرعة عمل عضالت الرجلين والتي قد تكون جيدة عند عداء وضعيفة عند آخر ،وهنا تدخل العوامل الوراثية ،وهذا يتطلب أيضا سرعة انقباض وانبساط العضالت العاملة والتي تتأثر بعمل الجهازين العصبي والعضلي. • وقد أوضح الكثير من الباحثين إن كال العاملين يكونان في حالة توازن تقريبي ،لكن في حالة بذل القوة بتكرار عالي فأن ذلك سوف يؤدي الى زيادة التردد ويؤدي في المقابل إلى اإلقالل من طول الخطوة .. إلى جانب إن طول الالعب الكلي وطول الرجلين والقوة العضلية النسبية للعضالت الرجلين يلعب دور كبير في هذا المقدار ،نالحظ إن العالقة بين طول الخطوة وترددها من خالل المثال التالي: • • • • • • جدول 1 يمثل تنظيم السرعة وفقا ً لطول وتردد الخطوات طول خطوة جيد ،تردد ضعيف طول الخطوة 2م 3خ/ث طول( خطوة +تردد)جيدين 2م 4خ/ث 8م /ث طول خطوة جيد ،تردد ضعيف 2م 3خ/ث 6م/ث تردد جيد ،طول خطوة اقل 1.50م 4خ/ث 6م/ث طول خطوة جيد +تردد ضعيف 2م 3خ/ث 6م/ث طول خطوة جيد +تردد جيد 1.75م 4خ/ث 7م/ث تنظيم السرعة ترددها معدل السرعة 6م/ث •يمكن من خالل تحليل زمن الـ (100متر) وبمعرفة مجموع الخطوات التي يقطع بها العداء هذه المسافة ،التعرف على قيم كل من طول الخطوة وترددها وتحديد الضعف في هذه العوامل الذي يؤدي الى ضعف في معدل السرعة واالنجاز الكلي والذي يعطي فكرة عن الصفات البدنية التي تؤثر بشكل مباشر على هذه المتغيرات ،وبالتالي المساعدة في بناء برنامج تدريبي لتطويرها ،ويمكن توضيح ذلك من المثال التالي : •عندما يكون لدينا عداءين اثنين يمتلكان األزمان التالية في 100متر : –األول يحقق زمن 9.92ث ( زمن إنجاز العداء ألول) ويعمل 44خطوة على طول مسافة السباق عل سبيل المثال. –الثاني يحقق زمن 10.50ث (زمن إنجاز العداء الثاني) ويعمل 48خطوة على طول مسافة السباق أيضا على سبيل المثال. فأنه من خالل هذين الزمنيين يمكن التوصل إلى المتغيرات الميكانيكية آالتية والتي تعطي للمدرب األسباب الحقيقية للضعف في الجانب البدني والذي يكون مسئوال عن هذه المتغيرات الميكانيكية للعداء الثاني: –أوال -نستخرج معدل السرعة لكل عداء من خالل معطيات المسافة والزمن( س= م/ن) – يكون معدل سرعة العداء األول 10.08م/ث وللثاني 9.52م/ث ثانيا -نستخرج طول خطوة الركض لكل عداء ( كمعدل) بقسمة المسافة الكلية على عدد الخطوات لكل عداء • • • • • • • فيكون معدل طول خطوة العداء األول 2.27متر وللثاني 2.08متر ،أذن الفرق بين طول الخطوتين هي 0.18سم أي انه في كل خطوة يكون الفرق ثابت وهو ( 0.18سم وهذا الفرق يكون لصالح العداء ذو الزمن األقل ويكون × 0.18 44خطوة = 7.92متر ) أي يصل العداء ذو الزمن األقل قبل اآلخر بمسافة ( 7.92متر) ،وإذا أريد زيادة كفاءة العداء الثاني ،فيجب أن نعمل إما على زيادة طول خطوته أو زيادة تردد خطواته ،فلو فرضنا أننا نعمل على زيادة طول خطوته من 2.08متر إلى 2.12متر أي بزيادة 4سم وهذه الزيادة ممكنة جدا ألنها ال تؤثر على زوايا جسم الرياضي أثناء الركض وألنها من الممكن تحقيقها بسهولة أما بالتأكيد على تطوير تكنيك الخطوة أو بأجراء تدريبات الوثب المختلفة لتطوير القوة السريعة ،وبذا نرجع إلى المعادالت السابقة لنرى مدى الفائدة من هذه زيادة معدل طول الخطوة فنقول: معدل السرعة = طول الخطوة × ترددها أوال -إن في هذه الحالة يكون تردد الخطوة بالنسبة للعداء الثاني هو: 4.57= 2.08\ 9.52خ/ث ( مالحظة يمكن ان نستخرج تردد الخطوات بقسمة عدد الخطوات على الزمن ،وفي هذه الحالة يكون ناتج 48خ / 10.50ث = 4.57خ/ث وهو نفس الناتج اعاله) ثانيا -االن لو فرضنا إن هذا التردد يمكن تحقيقه مع الزيادة في طول الخطوة ( 4سم) فيكون معدل السرعة هنا = 2.12م × 4.57خ/ث وهو يساوي = 9.70م/ث ثالثا -فلو رجعنا إلى معادلة السرعة ( س= م/ن) وطبقناها الستخراج الزمن الجديد بعد تطوير طول الخطوة ،فنقول بما أن السرعة هي 9.70م /ث= المسافة100م \ الزمن )مجهول) آذنا ً الزمن = 10.30ثانية أي بنقصان 0.20ثانية عن الوقت األصلي وهذا يمكن تحقيقه فقط بالتركيز على تكنيك الخطوات وتدريباتها ( رفع الركبة أثناء الركض والمرجحة الصحيحة وتطبيقات عزوم قصور الرجلين الذاتية الصحيحه وكذلك تناسق عزوم قصور الذراعين والجذع بما يتناسب وتحقيق التناسق بالشكل الصحيح واالمثل والذي يعطي امكانية لتحقيق المسافة المناسبة لمرحلة الطيران ) ،فضال عن ذلك يمكن تنفيذ تدريبات القوة المميزة بالسرعة بالصورة الصحيحة وتمارين الباليومتركس الخاصة ،والتي تطور من زمني االرتكاز والطيران لخطوات ركض العداء وهذا يعني إن زمن الدفع اللحظي يكون جدا قصير ويعطي ردود أفعال عالية أثناء الدفع لتطبيق حركات االرتكاز والطيران عند الركض. • هذه واحدة من المشاكل العلمية التي تخص األداء الفني الحد الفعاليات ذات األداء المميز بالسرعة القصوية والتي يجب االنتباه لها إذا كان لدينا عداء يمتلك مواصفات بدنية وفسيولوجية وجسمانية جيدة والذي من الممكن إن يكون لديه مؤهالت عداء سرعة.وماتم تطبيقه من تطوير في سرعة عداء 100متر ،يمكن إن نطبقة على تدريبات السرعة لمختلف األلعاب باالعتماد على هذه القيم الرقمية. وكذلك في تدريبات السباح. • • • • • • • • • • • • • • • ويمكن استخدام نظرية الطاقة الحركية في تحديد شدة التدريب لالركاض القصيرة: من المسلم به إن تحديد الشدة التدريبية عند تدريبات السرعة لعدائي المسافات القصيرة ،لغرض تطوير السرعة اومطاولة السرعة الخاصة فان ذلك يتطلب منا اوال تحديد الزمن القصوى لقطع هذه المسافة القصيرة التي نريد نتدريب العبينا عليها ،وهذا الزمن يمثل الشدة القصوي له (أي الشدة القصوية )%100ثم يتم تحديد الشدة المراد التدريب عليها من هذه الشدة ،فمثال العب 100متر زمنه القصوى في هذه المسافة هو ( 10ثانية ) وهو يمثل الشدة القصويه له ( )%100واريد لهذه العداء التدريب بشدة %90وبتكرار ( 3 مرات لهذه المسافة) فان تحديد الشدة بالطريقة المعروفة في التدريب يكون بقسمة الزمن القصوى على الشدة المراد التدريب عليها وتكون بذلك: 10ثانية \ 11,11 = 0.90ث هذا الزمن يمثل بشدة %90 وهذه الشدة يكون التدريب عليها من قبل العداءين الذين يمتلكون زمن ( 10ثانية) دون مراعاة أوزانهم او الفروق الفردية لهم .لهذا فقد جاءت نظرية الطاقة الحركية لتعطي واقع الفروق في أزمان هذه الشدة من خالل متغيرات معدل السرعة والكتلة لكل رياضي وكما يلي: الطاقة الحركية لعداء يمتلك 10ثانية في مسافة 100مثال وكتلته 70كغم ،هي ط ح = 0.5الكتلة × مربع السرعة = 2) 10 \100 ( ×70× 0.5 = 3500جول وهي تمثل طاقته الحركية % 100 فلو أريد لهذه العداء إن يتدرب بـ ( )%90من طاقته الحركية فنقول: %90من طاقته الحركية = 0.90×3500 = 3150جول تمثل شدة %90من طاقته الحركية الكلية وبالرجوع بشكل عكسي الى المعادلة األولى نقول : ط ح= 0.5ك س 2 \100( ×70×0.5 =3150ن)2 ن = 10.50ث • اذنا فـ (الزمن = 10.50ث ) وهو زمن التدريب بشدة %90 وهذا الزمن يأخذ بنظر االعتبار كتله الالعب والتي تعتبر أحد المقاومات الهامة التي يتعرض لها العداء أثناء أداء حركات الركض (عمليات االرتكاز والطيران) ،وبذلك فأن العداء يبذل القوة الحقيقية التي يفترض إن يبذلها ضد الجاذبية وبقوة تتناسب مع هذه المقاومة ( كتلة جسمه )،و يالحظ إن الزمن بشدة %90المستخرج بطريقة الطاقة الحركية هو اقل بكثير من الزمن المستخرج بالطريقة التقليدية وهو ( 11,11ث) والمستخرج من قانون الشدة التقليدية ،وبهذا نكون قد حققنا الفائدة المرجوة من التدريب بشكل اكثر فاعلية وتأثيرا من الطريقة التقليدية مع مراعاة الفروق الفردية بين الالعبين. • وللسهولة في حساب الشدة التدريبية بطريقة الطاقة الحركية ،فقد تم اشتقاق القانون التالي والذي يعطي الشدة التدريبية ذاتها التي نستخرجها بطريقة الطاقة الحركية وهو : الزمن القصوي شدة التدريب = شدة التدريب المطلوبة • • • • • • • • • • • • التدريب للحركات الزاوية باستخدام قانون الطاقة الحركية الزاوية وكما يلي: ويمكن استخدام نظرية الطاقة الحركية الزاوية في تحديد شدة التدريب للحركات الزاويه: كما تم ذكره سابقا فيما يخص تحديد شدة التدريب بنظرية الطاقة الحركية ،فأنه يمكن ايضا تحديد شدة التدريب للحركات الزاوية من خالل نظرية الطاقة الحركية الزاوية وقانونها : الطاقة الحركية الزاوية = ½ ك ( نق × س ز ) 2 ولما كانت السرعة الزاوية = االزاحة الزاوية /الزمن لذا يمكن تحديد شدة التدريب بايجاد الطاقة الحركية الزاوية القصوية ( )%100وبنفس االجراءات التي استخدمناها في الطاقة الحركية الخطية ،واليضاح ذلك ،نأخذ المثال التالي: أريد تدريب العب القرص بطاقة حركية زاوية % 100عند رمي القرص ،فأذا كان زمن الحركة بالذراع 0.35ث ،وكتلة هذه الذراع( 7كغم ) وطولها ( 0.80م) ،واالزاحة الزاوية التي تقطعها الذراع اثناء المرحجة هي( )ْ 160فأن الطاقة الحركية الزاوية لها تساوي : ط ح ز = ½ ×2 ) 0.35 / 110 × 0.80 ( 7 وهي تساوي = 67.34جول فأذا أريد تدريب هذا الالعب بشدة % 90من طاقته حركته الزاوية عند اداء حركات المرجحة وبنفس االزاحة الزاوية ،فأن الزمن المطلوب للتدريب يكون : %90الطاقه الحركية الزاوية = 0.90 × 67.34 = 60.60جول • وبالمقابل يمكن استخراج زمن التدريب المناسب لهذه الطاقة الحركية الزاوية ويكون زمن التدريب في هذه الحاله كما يلي وبالرجوع عكسيا بالمعادلة اعاله وكما يلي: • • • • • • • • • • / 160 × 0.80 ( 7× ½ = 60.60ن ) 2 ن = 0.36ث عند التدريب بشدة %90من الطاقة الحركية الزاوية. بينما شدة التدريب الحقيقية التقليديه هي 0.38ث بشدة % 90عند تحديدها من القانون ( زمن التدريب القصوي /شدة التدريب المطلوبة) ويمكن من خالل ماتقدم من معلومات في المثال اعاله االستفادة عند تدريب الحركات الدائرية في الجمناستك او بعض حركات الرمي بالعاب القوى ،حيث ترتبط هذه التدريبات بمبدأ عزم القصور الذاتي والذي يعني التحكم بانصاف اقطار الجسم ( زوايا االجزاء عند التدريب) من اجل زيادة السرعة الزاوية او انقاصها بما يؤمن تحقيق طاقة حركية زاوية مناسبة للشدة المطلوبة. / 160 × 0.80 ( 7× ½ = 60.60ن ) 2 ن = 0.36ث عند التدريب بشدة %90من الطاقة الحركية الزاوية. بينما شدة التدريب الحقيقية التقليديه هي 0.38ث بشدة % 90عند تحديدها من القانون ( زمن التدريب القصوي /شدة التدريب المطلوبة) ويمكن من خالل ماتقدم من معلومات في المثال اعاله االستفادة عند تدريب الحركات الدائرية في الجمناستك او بعض حركات الرمي بالعاب القوى ،حيث ترتبط هذه التدريبات بمبدأ عزم القصور الذاتي والذي يعني التحكم بانصاف اقطار الجسم ( زوايا االجزاء عند التدريب) من اجل زيادة السرعة الزاوية او انقاصها بما يؤمن تحقيق طاقة حركية زاوية مناسبة للشدة المطلوبة. • • • • • • • • • • • • • • • • • • ويمكن استخدام قانون الشغل وقانون القدرة في تحديد شدة التدريب ،حيث يعتمد الشغل الذي ينجزة جسم الرياضي عند أداء أي جهد بدني على بذل قوة بسرعة معينة : فلو رمزنا للشدة بالحرف (ش) (ع ) وللجهد بالحرف (ن ) ولزمن الجهد بالحرف فأن الشدة = الجهد المبذول /الزمن ( أي ع /ن) أن أي عمل أو جهد إنما يتم من خالل بذل قوة منتجة مضروبة في طريق بذلها (المسافة التي تدفع بها هذا القوة الجسم ) اذنا الشدة = القوة × المسافة /الزمن إذنا الشدة = القوة × السرعة ( باعتبار إن المسافة /الزمن = السرعة) لذا فالشدة ترتبط بسرعة الحركة وحجم القوة المنتجة فيما لو اقترنت هذه الشدة بامتزاج القوة والسرعة ،ويرتبط الشغل المنجز بمقدار الطاقة الحركية التي ينجزها الجسم حيث أن الشغل = الطاقة الحركية وحيث إن الشغل هو المسبب الحقيقي الكتساب الجسم الطاقة الحركية ،لهذا فأن شغل القوة هنا يساوي الطاقة الحركية حيث إن: الطاقة الحركية = 2\1الكتلة × مربع السرعة والشغل القوة = القوة المبذولة × المسافة وبما أن ق = ك ج ولما كان ج = س2 \ 2م ( س 2 = 2ج م ) إذن ق = ك × س2 \ 2م ومن هذه العالقة نستخرج مايلي ق م ( شغل ) = 2\1ك س ( 2طاقة حركية) أي إن الشغل = الطاقة الحركية • ويمكن من خالل ماتقدم من معلومات في المثال اعاله االستفادة عند تدريب الحركات الدائرية في الجمناستك او بعض حركات الرمي بالعاب القوى ،حيث ترتبط هذه التدريبات بمبدأ عزم القصور الذاتي والذي يعني التحكم بانصاف اقطار الجسم ( زوايا االجزاء عند التدريب) من اجل زيادة السرعة الزاوية او انقاصها بما يؤمن تحقيق طاقة حركية زاوية مناسبة للشدة المطلوبة. • وعندما يرتبط الشغل بالزمن المنجز ،فأن ذلك يعبر عن القدرة المنجزة ،لهذا فأن المعادلة تكون • ق م /ن = 1/2ك (م/ن ) 2 • إذن يمكن إن تكون القدرة مساوية للطاقة المنجزة ويمكن حساب الشدة المطلوبة من الزمن القصوي باستخدام المعادلة التالية: الزمن القصوي شدة التدريب = 3 الشدة المطلوبة • • فشدة التدريب للعداء السابق الذي زمنه القصوى 10ثانية التي تعادل 0.90تكون = 10.36ث وهذه الشدة تختلف عن الشدة التي تم حسابها بالطاقة الحركية وتختلف أيضا عن شدة التدريب التقليدية ،الرتباطها بطاقة الفرد وقوته التي تختلف من العب إلى أخر ،أي أن الالعب الذي يمتاز بمقادير قوة عالية في عضالته يكون قدرته على إنجاز الشغل أعلى بكثير من الالعب األقل قدره ،وعلى هذا األساس يكون عداء المسافات القصيرة ضخم العضالت ،والضخامة تعني زيادة المقاطع الفسيولوجية للعضالت العاملة والتي تعني زيادة قوة هذه العضالت الرتباط زيادة مساحة العضالت بإنتاج القوة. • • • • • • • • • • • • • • 3 أن السبب في استخدام الشدة بجذر حساب الشدة ببساطة وفق الطريقة التقليدية : الشدة المطلوبة هو انه إذا حافظ الالعب علة وزنه نسبيا طول فترة التدريب والمنافسات ،ففي هذه الحالة يكون الزمن القصوي شدة التدريب = شدة التدريب المطلوبة وعندما نستخدم نظرية الطاقة الحركية أو الشغل الناتج على فرض إن الكتلة ثابتة نسبيا والمسافة أيضا ثابتة : الزمن القصوي = شدة التدريب شدة التدريب المطلوبة الطاقة الحركية التعطينا واقع حقيقي لما تمثله النسبة من مجمل الطاقة المستنفذة ،لذا فأن القدرة تكون في هذه الحالة مساوية للشغل المنجز ،أو بتعبير أخر للطاقة الحركية المنجزة مقسومة على مقسومة على زمن التدريب أو( المسافة ) القصوى : أي الشدة = القدرة /الزمن وفي هذه الحالة يكون تحديد الشدة كما يلي: 0.5ك (م /ن) 2 • • الشدة المطلوبة = • هي ن إذن الشدة المطلوبة ن 0.5 = 3ك م • أي بثبات الكتلة والمسافة لذا • الزمن القصوي فأن الشدة المطلوبة = 3 الشدة المطلوبة • أن القوانين النظرية التي تم اإلشارة إليها سابقا تتضمن جميعها احتساب الزمن بالشدة المطلوبة من الشدة القصوى وهذه القيم تشير إلى أن هناك تناقص في الزمن المطلوب التدريب عليه عندما نستخدم هذه الطرق النظرية الثالثة.